02汇编角度理解虚函数的实现

面向对象语言的三大特性 封装继承和多态。
c++ 中的多态是通过虚函数实现的。
我们声明一个Person类,然后 编写两个子类 一个为teacher 一个为progrommer

class Person {
    int age;
public:
    void  work(){
        cout <<"person work"<<endl;
    }
    void  speak() {
        cout << "person work" << endl;
    }
};
class Teacher :public Person{
    void work() {
        cout << "Teacher gogo" << endl;
    }
    void speak() {
        cout << "Teacher speak" << endl;
    }
};
class Programmer :public Person {
    void work() {
        cout << "code code" << endl;
    }
    void speak() {
        cout << "Programmer speak" << endl;
    }
};

然后 我们在代码中调用这两个类。

#include <iostream>
using namespace std;
void doWork(Person *person) {
    person->work();
} 
// main() 是程序开始执行的地方 
int main() {
    // 输出 Hello World
    Person *person1 = new Teacher();
    Person* person2 = new Programmer();
    doWork(person1);
    doWork(person2);
    delete person1;
    delete person2;
    return 0;
}

会发现打印结果如下

1565415836(1).png

并不会出现我们想要的结果。这个时候查看一下汇编会发现。这三个调用函数都指向了一个调用地址 03514B5h。显然这并不是我们想要的结果。如何才能得到我们想要的多态。
这里就需要 使用到虚函数。虚函数的实现原理是虚函数表。虚表里面存放最终调用的函数地址。
更该类的方法的声明方式如下

class Person {
public:
    int age;
    void virtual work(){
        cout <<"person work"<<endl;
    }
    void  virtual speak() {
        cout << "person work" << endl;
    }
};

然后调用

int main() {
    Person* person11 = new Teacher();
    person11->age = 10;
    person11->speak();
    return 0;

}

会发现由原来的直接call 某个函数地址 变为

  mov         eax,dword ptr [person11]  //将person地址赋值给eax
  mov         edx,dword ptr [eax] //将exa 指向的内容也就是虚函数的地址赋值给edx  
  mov         esi,esp //未用到                 
  mov         ecx,dword ptr [person11]  
  mov         eax,dword ptr [edx+4] // 将edx 地址偏移4位地址的内容赋值给eax 这个地址 其实是 0x008f14e7 
  call        eax //调用 eax 其实是 call 0x008f14e7

1565420671(1).png

person地址中存放着虚函数表的地址

1565420719(1).png

虚函数表的地址中存放着虚函数的地址。